特許 6016845 レーザー印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016845

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】レーザー印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20161013BHJP

   B44C 1/22 20060101ALI20161013BHJP

   B43K 3/00 20060101ALI20161013BHJP

   B43K 15/02 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 B

   B44C1/22 B

   B43K3/00 X

   B43K3/00 N

   B43K15/02

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-100374(P2014-100374)

(22)【出願日】2014年5月14日

(65)【公開番号】特開2015-217394(P2015-217394A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2015年11月2日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 テレビ大阪株式会社が平成２６年４月２９日１５時から放送した「プリント新技術」という番組にて公開

(73)【特許権者】

【識別番号】514103729

【氏名又は名称】菊池紙工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142114

【弁理士】

【氏名又は名称】小石川 由紀乃

(74)【代理人】

【識別番号】100078916

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 由充

(72)【発明者】

【氏名】菊池 正昭

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２３４３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０２６７２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−２３０９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８３４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７６２３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−０６１１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０６３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０８７５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ４３Ｋ ３／００

Ｂ４３Ｋ １５／０２

Ｂ４４Ｃ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも外周部が金属である円柱状の棒状体の外周面にレーザー光を照射することによって当該棒状体の外周面に所定の絵柄を印刷する装置であって、
前記棒状体を前記絵柄の印刷範囲を露出させた状態で支持する支持ユニットと、前記棒状体を支持する支持ユニットを当該棒状体の中心軸の軸周りに回転させる回転機構とを具備する支持装置と、前記レーザー光を前記支持ユニットに支持された棒状体の軸方向に沿って走査するレーザー光照射装置と、コンピュータを含む制御装置とを備え、
前記制御装置は、印刷対象の棒状体の周方向における印刷範囲を示す印刷条件情報を入力する印刷条件入力部と、印刷される絵柄の元となるカラー画像データを入力する画像データ入力部と、複数の色彩毎にその色彩を描画するためのレーザー光の照射条件が登録された照射条件登録部と、前記印刷条件情報が示す印刷範囲に応じて前記回転機構の回転範囲を設定して、この回転範囲とレーザー光の走査範囲との組み合わせに前記画像データ入力部より入力された画像データを対応づけて描画位置と描画対象の色彩との組み合わせを定める情報処理部と、前記情報処理部による処理の結果に基づき、前記棒状体の印刷範囲が前記レーザー光の走査軸に対応するラインを少なくとも１回通過するように前記回転機構の回転動作を制御しながら、前記ライン内の各描画位置にそれぞれその位置への描画対象の色彩につき前記照射条件登録部に登録されている照射条件に従ってレーザー光が照射されるように前記レーザー光照射装置の動作を制御する制御部とを具備する、レーザー印刷装置。

【請求項2】

前記情報処理部は、各描画位置と描画対象の色彩との組み合わせを複数のグループに分類し、前記制御部は、すべての描画位置に対するレーザー光の照射が終了するまで前記回転機構の回転を繰り返しながらその回転のサイクルに応じて各グループを順に選択し、選択中のグループに含まれる描画位置にのみ前記レーザー光が照射され、かつ各描画位置にそれぞれその位置に対応する色彩につき前記照射条件登録部に登録されている照射条件に従ったレーザー光が照射されるように、前記レーザー光照射装置の動作を制御する、請求項１に記載されたレーザー印刷装置。

【請求項3】

前記棒状体は筆記具であって、前記印刷条件入力部により入力される印刷条件情報には、当該筆記具の一端部にクリップが装着されているか否かを示す情報、または前記筆記具の周方向における印刷範囲からクリップに対応する角度範囲を除外するか否かを示す情報が含まれる、請求項１または２に記載されたレーザー印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属の表面にレーザー光を照射することによって、その面に所定の絵柄を印刷する技術に関する。特に本発明は、筆記具の軸筒のような円柱状の棒状体にカラー画像データに基づく絵柄を印刷するためのレーザー印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従前より、ステンレスやチタンなどの金属にレーザー光を照射するとその照射箇所が削られて微細な凹部が形成され、その凹部や凹部の表面に形成された酸化被膜を介した可視光の反射状態によって、凹部が周囲と異なる色彩で表されることが知られている。さらに、レーザー光の照射条件を種々に変えることによって、凹部の深さや酸化被膜の厚みが変動し、様々な色彩による発色が生じることも知られている。

【0003】

たとえば、特許文献１には、レーザーの発振器の繰り返し周波数や電流値などの条件を変更することによって多彩な色が生じることや、ある金属材料で条件を変えて学習を繰り返し、そのデータを収集しておくことによって、所望の色彩による印刷が可能になることが記載されている。

【0004】

特許文献２には、金属体に対するレーザー光の照射回数や照射時間を制御することによって、酸化被膜の厚みを種々に変化させて様々な色を着色できることや、この方法により金属体に所望の色彩に着色された絵柄や文字を描画できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−６１１９８号公報

【特許文献2】特開２００２−２３４３００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のとおり、レーザー光の照射条件を変更することによって金属の表面に様々な色彩による描画を行うことが特許文献１，２に開示されているが、これらの文献に記載の印刷方法は、平板状の金属体を台の上に配置して、上方からレーザー光を走査するものである。円柱状の棒状体に加工された金属の外周面に特許文献１，２と同様の方法を適用すると、棒状体の長さ方向に対してはある程度の範囲への印刷を行うことができるが、棒状体の周方向に対して広い範囲に印刷をすることは不可能である。しかし、インパクトの高い印刷を行うには、周方向に対しても広い範囲に印刷できるようにする必要がある。

【0007】

本発明は上記の問題に着目してなされたもので、少なくとも外周面が金属である円筒状の棒状体の外周面の広い範囲に、カラー画像データを元にした絵柄を容易に印刷できるようにすると共に、印刷の範囲や印刷対象の絵柄を自由に変更できるようにすることを、課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によるレーザー印刷装置は、少なくとも外周部が金属である円柱状の棒状体の外周面にレーザー光を照射することによって当該棒状体の外周面に所定の絵柄を印刷する装置である。なお、この明細書でいう「円柱状の棒状体」は内部が空洞のもの、すなわち円筒状のものを含み、また金属製の外周部の内側に金属以外の材料（樹脂など）が設けられた構成のものも含む。「絵柄」は、絵のほか、文字や記号を含む様々な形状を表すものであり、単一色で表される場合もあれば、複数種の色彩で表される場合もある。

【0009】

上記のレーザー印刷装置は、印刷対象の棒状体を絵柄の印刷範囲を露出させた状態で支持する支持ユニットと、棒状体を支持する支持ユニットを当該棒状体の中心軸の軸周りに回転させる回転機構とを具備する支持装置と、前記レーザー光を前記支持ユニットに支持された棒状体の軸方向に沿って走査するレーザー光照射装置と、コンピュータを含む制御装置とを備える。

【0010】

制御装置は、印刷対象の棒状体の周方向における印刷範囲を示す印刷条件情報を入力する印刷条件入力部と、印刷される絵柄の元となるカラー画像データを入力する画像データ入力部と、複数の色彩毎にその色彩を描画するためのレーザー光の照射条件が登録された照射条件登録部と、前記印刷条件情報が示す印刷範囲に応じて前記回転機構の回転範囲を設定して、この回転範囲とレーザー光の走査範囲との組み合わせに前記画像データ入力部より入力された画像データを対応づけて描画位置と描画対象の色彩との組み合わせを定める情報処理部と、前記情報処理部による処理の結果に基づき、前記棒状体の印刷範囲が前記レーザー光の走査軸に対応するラインを少なくとも１回通過するように前記回転機構の回転動作を制御しながら、前記ライン内の各描画位置にそれぞれその位置への描画対象の色彩につき前記照射条件登録部に登録されている照射条件に従ってレーザー光が照射されるように前記レーザー光照射装置の動作を制御する制御部とを具備する。

【0011】

上記の構成によれば、コンピュータを含む制御装置に対し、印刷対象の棒状体の周方向におけるどの範囲に絵柄を印刷するかを示す印刷条件情報と、印刷する絵柄の元データとなるカラー画像データとを入力することにより、制御装置によって、印刷条件情報が示す印刷範囲に絵柄を印刷するのに必要な回転機構の回転範囲が設定され、この回転範囲とレーザー光の走査範囲との組み合わせ、言い換えれば、印刷対象の面に近似する曲面に画像データが対応づけられ、その対応づけの関係に基づき描画位置と描画対象の色彩との組み合わせが定められる。
この後は、回転機構を駆動することによって支持ユニットおよび棒状体を回転させながら、棒状体の印刷範囲がレーザー光の走査軸に対応するラインを通過する間に各描画位置にそれぞれ描画対象の色彩に適合する条件に従ってレーザー光を照射することにより、印刷条件情報が示す印刷範囲に画像データに基づく絵柄を印刷することができる。

【0012】

上記構成のレーザー印刷装置によれば、回転範囲内の各回転位置に対するレーザー光の走査に支障がないように回転機構の回転速度を調整することによって、レーザー光の走査軸に対応するラインに対して棒状体の印刷範囲が１回通過する間に絵柄全体を描画することが可能になる。

【0013】

好ましい実施形態にかかるレーザー印刷装置では、情報処理部は、各描画位置と描画対象の色彩との組み合わせを複数のグループに分類する。制御部は、すべての描画位置に対するレーザー光の照射が終了するまで前記回転機構の回転を繰り返しながらその回転のサイクルに応じて各グループを順に選択し、選択中のグループに含まれる描画位置にのみレーザー光が照射され、かつ各描画位置にそれぞれその位置に対応する色彩につき前記照射条件登録部に登録されている照射条件に従ったレーザー光が照射されるように、前記レーザー光照射装置の動作を制御する。

【0014】

上記の実施形態によれば、回転機構の回転範囲内での回転のサイクルに合わせて各グループを順に選択し、選択されたグループに含まれる各照射位置にそれぞれその位置に対応する色彩の描画に必要な条件に従ってレーザー光を照射することにより、グループ毎の描画を順に行って絵柄を完成させることができる。回転機構の回転回数は増えるが、レーザー光の走査範囲全体にレーザー光を照射する必要はないので、レーザー光の走査間隔を狭くして、より綺麗な絵柄を印刷することが可能になる。

【0015】

本発明においては、前記棒状体として筆記具を印刷対象とする場合の一実施形態では、前記印刷条件入力部により入力される印刷条件情報には、当該筆記具の一端部にクリップが装着されているか否かを示す情報、または前記筆記具の周方向における印刷範囲からクリップに対応する角度範囲を除外するか否かを示す情報が含まれる。このような情報によれば、クリップが装着されていない筆記具や、クリップ付きの筆記具のクリップより下の範囲が印刷対象となる場合には、筆記具の全周にわたって絵柄を印刷することができる。また、クリップ付きの筆記具の当該クリップに対応する高さ範囲に印刷をする場合でも、クリップに対応する角度範囲のみを除く広い範囲に絵柄を印刷することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のレーザー印刷装置によれば、円筒状の棒状体の外周部を形成する金属の表面に対し、長さ方向および周方向の双方における印刷範囲を自由に設定して所望のカラー画像データによる図柄を容易に印刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明が適用されたレーザー印刷装置の構成例を示す正面図および上面図である。

【図2】第１の支持ユニットの構成を示す正面図である。

【図3】レーザー印刷装置の電気的構成を制御装置に設定された機能と共に示すブロック図である。

【図4】筆記具の長さ方向における印刷範囲に基づき設定されたレーザー光の走査範囲を示す図である。

【図5】筆記具の周方向における印刷範囲に基づき設定されたモータの回転範囲および回転方向を示す図である。

【図6】絵柄の印刷のために制御部により実行される処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図６の処理により生じるモータの回転状態を、第１の処理ユニットおよび筆記具の回転状態に置き換えて示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明が適用されたレーザー印刷装置の構成例を示す正面図および上面図である。この実施例のレーザー印刷装置は、ステンレスやチタンなどの金属による軸筒１０を有する筆記具１の外周面に所定の絵柄を印刷するためのもので、印刷対象の筆記具１を水平な姿勢で支持する支持装置２と、支持装置２に支持された筆記具１の軸筒１０に上方よりレーザー光を照射するレーザー光照射装置３と、パーソナルコンピュータによる制御装置４（図１には示さず。）とを備える。なお、印刷対象の筆記具１は、軸筒１０が金属製であれば、ボールペン、シャープペンシル、万年筆などの種別を問わず、カラー画像データによる絵柄を印刷することができる。

【0019】

支持装置２は、筆記具１を両端部で支える一対の支持ユニット２１，２２と、これらの支持ユニット２１，２２を筆記具１の中心軸に沿う軸周りに回転させる回転機構２０とを備える。回転機構２０には、筆記具１のペン尻側を支持する第１の支持ユニット２１に連結された第１回転軸２０１、筆記具１のペン先側を支持する第２の支持ユニット２２に連結された第２回転軸２０２、これらの回転軸２０１，２０２を支える軸受けユニット２５，２６、回転軸２０１，２０２より後方に配置されるパルスモータ２３および駆動軸２４、駆動軸２４を支える一対の軸受けユニット２７，２８などが含まれる。第１回転軸２０１と第２回転軸２０２とはそれぞれの軸心の位置を合わせた状態で支持されると共に、各回転軸２０１，２０２の軸受けユニット２５，２６より突出した端部に、それぞれプーリー２０５，２０６が設けられている。

【0020】

パルスモータ２３（以下、単に「モータ２３」という。）の駆動軸２４は、前方のプーリー２０５，２０６の間の間隔よりやや長く、第１回転軸２０１および第２回転軸２０２に平行な姿勢で支持されている。また、駆動軸２４の両端部にそれぞれ前方のプーリー２０５，２０６に対向するようにプーリー２０７，２０８が設けられ、プーリー２０５，２０７の間、およびプーリー２０６，２０８の間に、それぞれ伝達ベルト２０３，２０４が架けられている。

【0021】

筆記具１のペン尻側を支持する第１の支持ユニット２１は、図２に示すように、直方体状の本体の前面側に、筆記具１の軸筒１０を嵌めこむための凹部２１Ａが形成される。この凹部２１Ａの中心部は第１回転軸２０１の軸心に位置合わせされる。また、第１の支持ユニット２１の一面の幅中央部には、一辺から凹部２１Ａに至るまでの範囲に、クリップ１１を収容するためのスリット２１Ｂが形成されている。図示は省略するが、ペン先側を支持する第２の支持ユニット２２の前面側にも、ペン先を嵌めこむための凹部が形成され、その凹部の中心部が第２回転軸２０２の軸心に位置合わせされている。筆記具１のペン尻側を第１の支持ユニット２１の凹部２１Ａに嵌合させ、ペン先側を第２の支持ユニット２２の図示しない凹部に嵌合させることにより、筆記具１は、その中心軸を各回転軸２０１，２０２の軸心に合わせた状態で支持される。

【0022】

上記の構成によりモータ２３が回転すると、それに伴う駆動軸２４の回転が両端のプーリー２０７，２０８および伝達ベルト２０３，２０４、ならびに前方のプーリー２０５，２０６を介して第１回転軸２０１および第２回転軸２０２に伝達される。よって、第１回転軸２０１および第２回転軸２０２ならびにこれらの回転軸に取り付けられた第１の支持ユニット２１および第２の支持ユニット２２を、同じ方向に同じ速度で回転させることができ、これらにより支持された筆記具１も同様に回転させることができる。

【0023】

各軸受けユニット２５，２６，２７，２８は平板状の支持台５に固定されている。この固定によって、支持装置２は支持台５の上面に一体に設けられた状態となり、各回転軸２０１，２０２や駆動軸２４の間の関係も維持されて、筆記具１を安定して回転させることができる。

【0024】

なお、この実施例では、筆記具１の両端部をそれぞれ回転可能な支持ユニット２１，２２により支持しているが、この構成に限らず、たとえば、筆記具１のペン先側の支持ユニット２２を固定して、この支持ユニット２２にペン先からある程度の長さ範囲を回転自由に支持する溝部を設けて、この溝部内に軸筒１０のペン尻側を収容し、支持ユニット２１のみを回転させてもよい。

【0025】

この実施例の第１の支持ユニット２１は第１回転軸２０１に対して着脱可能であり、第２の支持ユニット２２も第２回転軸２０２に対して着脱可能である。したがって、軸筒１０の太さが異なる複数種の筆記具１毎に第１の支持ユニット２１と第２の支持ユニット２２とのセットを準備しておけば、印刷対象の筆記具１に適したセットを選んで各回転軸２０１，２０２に取り付けることによって、様々なサイズの筆記具１に対して印刷を行うことができる。

【0026】

つぎに、この実施例のレーザー光照射装置３は、ファイバレーザー式のレーザー発振部３１（図３に示す。）が収容されたアンプユニット（図示せず）や、ガルバノミラーを含むレーザー光走査部３２が収容されたヘッドユニット３０や、アンプユニットおよびヘッドユニット３０を所定の高さ位置で支える支柱３３を備える。ヘッドユニット３０は支持装置２の上方空間に突出し、その突出部分の底面に投光用レンズ（図示せず。）が装着された窓（図示せず。）が設けられている。レーザー発振部３１から出たレーザー光は、レーザー光走査部３２のガルバノミラーや投光用レンズを介して下方へと出射される。またガルバノミラーを動かすことによって、図１（１）中の左右方向に沿ってレーザー光を走査することができる。

【0027】

この実施例では、支持装置２の各支持ユニット２１，２２に支持された筆記具１の上方にヘッドユニット３０の投光用レンズが位置し、かつ各回転軸２０１，２０２や駆動軸２４の軸方向がレーザー光の走査軸（後述するＹ軸）にほぼ平行になるように、支持装置２とレーザー光照射装置３とを位置合わせして配置する。この実施例では、支持台５を人の手で動かすことによってヘッドユニット３０に対する支持装置２の位置合わせを行っているが、支持台５に代えてリニア駆動機構を有するステージ部６（図３に示す。）の上に支持装置２を固定して、このステージ部６を自動で動かすようにしてもよい。

【0028】

図３は、上記のレーザー印刷装置における電気的構成を、パーソナルコンピュータによる制御装置４に設けられた機能と共に示したブロック図である。この実施例で制御装置４による制御対象となるのは、支持装置２のパルスモータ２３と、レーザー光照射装置３のレーザー発振部３１およびレーザー光走査部３２であるが、支持装置２を動かすステージ部６が導入される場合には、ステージ部６の動作も制御装置４により制御される。

【0029】

この実施例の制御装置４には、印刷する絵柄や印刷対象の筆記具１における印刷範囲をユーザが自由に指定して、その指定に応じた印刷が行われるように支持装置２やレーザー光照射装置３の動作を制御するためのプログラムがインストールされている。このプログラムによって、制御装置４には、画像データ入力部４１、印刷条件入力部４２、情報処理部４３、制御部４４の各機能が設けられ、また、制御装置４のメモリに、照射条件登録部４５として機能する領域が設けられる。照射条件登録部４５には、あらかじめ実施された実験の結果に基づき、各種の色彩毎に、その色彩による描画を行うのに必要なレーザー光の照射条件を示す制御データ（たとえば、レーザー光源への駆動電流の強さ、発振周波数など）が登録されている。

【0030】

画像データ入力部４１は、印刷する絵柄の元となるカラー画像データを指定するユーザの操作を受け付けて、指定された画像データを入力する。具体的には、ＵＳＢメモリやＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体から画像データを読み出したり、インターネットなどを介して外部からの画像データの送信を受け付ける。なお、この実施例では、ビットマップなどのラスタ形式の画像データとベクタ形式の画像データとの双方を入力して処理することができる。

【0031】

印刷条件入力部４２は、印刷対象の筆記具１の長さ方向および周方向における印刷範囲を指定する操作を受け付けるものである。たとえば、モニタに筆記具１の模式図を表示し、その模式図に対する範囲指定操作や軸筒１０の径および長さ方向における印刷範囲の具体的な大きさを示す数値入力を受け付ける。また、あらかじめ各種筆記具１の軸筒１０のサイズとそれぞれの型番とを紐付けたテーブルをメモリに登録しておけば、数値の入力に代えて型番の入力を受け付け、入力された型番によりテーブルを参照して軸筒１０の径や長さを割り出し、これらと模式図等により指定された範囲とを組み合わせることができる。

【0032】

具体的な印刷範囲を指定する操作に代えて、印刷範囲を示すモデルデータを複数とおり登録しておき、いずれかのモデルデータを選択する操作を受け付けるようにしてもよい。または、長さ方向における印刷範囲とこの印刷範囲にクリップ１１が含まれるか否かを指定する操作を受け付け、クリップ１１を含まないという指定に対しては周方向の全周を印刷範囲とし、クリップ１１が含まれるという指定に対しては、周方向の印刷範囲からクリップ１１の幅に対応する角度範囲を除いてもよい。または、印刷対象の筆記具１がクリップ１１を備えているか否かの選択を受け付けて、クリップを備えていないという選択に対しては周方向の全周を印刷範囲とし、クリップを備えているという選択に対しては、周方向の印刷範囲からクリップの幅に対応する角度範囲を除いてもよい。なお、クリップの幅に対応する角度範囲については、あらかじめ複数種の筆記具のクリップに対する計測を行って、これらのクリップのいずれでも含まれるような大きさの角度範囲が設定される。

【0033】

情報処理部４３は、印刷条件入力部４２により受け付けられた情報により筆記具の長さ方向における印刷範囲と周方向における印刷範囲とを判別し、長さ方向における印刷範囲をレーザー光の走査軸における走査範囲に置き換え、周方向における印刷範囲をモータ２３の回転範囲に置き換える。

【0034】

具体的には、筆記具１の長さ方向における印刷範囲は、図４に示すように、レーザー光が走査されるラインに沿う一次元の座標軸Ｙにおける走査開始点の座標Ｙ_Ｌと走査終了点の座標Ｙ_Ｒとにより表される。

【0035】

モータ２３の回転範囲は回転角度と回転方向とにより表される。図５は、第１の支持ユニット２１およびこの支持ユニット２１に支持された筆記具１の模式図を用いて、モータ２３の回転範囲を表したものである。この実施例では、レーザー光が走査されるラインに対応する位置を基準位置として、第１の支持ユニット２１のスリット２１Ｂが形成された面が下向きかつ水平になったときに基準位置に対応づけられる回転位置を０度の位置とし、時計回り方向を正の方向、反時計回り方向を負の方向として、各回転位置を示す。よって、筆記具１の周方向における印刷範囲は、正方向側の回転における終点位置を基準位置に合わせるための回転角度＋Ｌθと、負方向側の回転における終点位置を基準位置に合わせるための回転角度−Ｌθとにより表される。

【0036】

上記の方法により特定されたレーザー光の走査範囲とモータ２３の回転範囲との組み合わせは、印刷条件入力部４２が受け付けた印刷範囲内の軸筒１０の表面に近似する曲面を表すものと考えることができる。情報処理部４３は、画像データ入力部４１より入力された画像データが示す２次元画像をこの曲面に対応づけ、この対応関係やレーザー光の走査間隔に基づき、各描画位置および各描画位置への描画対象の色彩を特定する。なお、描画位置は、図４に示したＹ軸上の座標とモータ２３の回転位置（正または負の回転角度）との組み合わせとして保存され、色彩は、照射条件登録部４５の対応する制御データの識別情報に置き換えられて、描画位置に紐付けられて保存される。

【0037】

なお、この実施例では、筆記具１の長さ方向における印刷範囲と周方向における印刷範囲との双方の指定を受け付けているが、長さ方向における印刷範囲の長さを固定、またはあらかじめ登録された複数とおりの長さのいずれかに設定し、レーザー光の走査軸に対する支持装置２の位置を調整することによって、長さ方向における印刷範囲を調整するようにしてもよい。

【0038】

制御部４４は、情報処理部４３により保存された情報や照射条件登録部４５に登録されている色彩毎の制御データに基づき、モータ２３を回転させながら、各描画位置に対して描画対象の色彩に適合する制御データによる制御下でレーザー光が照射されるように、レーザー光発振部３１やレーザー光走査部３２の動作を制御する。筆記具１の毎時の回転位置に支障なくレーザー光が走査されるようにモータ２３の回転角度を調整することによって、図５に示した＋Ｌθの位置から−Ｌθの位置までの範囲が基準位置を１回通過する間にすべての描画位置へのレーザー光の照射を完了することができる。ただし、描画の精度を高めるためにレーザー光の走査間隔を狭く設定する場合には、描画位置を複数のグループに分けて、上記の回転範囲内でのモータ２３の往復動を繰り返しながら各グループを順に選択し、選択中のグループに含まれる描画位置にレーザー光を照射する。

【0039】

一例として、様々な直線や曲線を表すベクトルデータにより構成されるベクタ形式の画像データを元にした印刷を行う場合の処理について説明する。この場合には、情報処理部４３が、画像データ中の各ベクトルデータの位置関係や繋がり状態などに基づき、画像を複数のセグメントにグループ分けし、グループ毎に描画位置および描画対象の色彩を示す情報を保存したデータファイルを作成する。ついで制御部４４が、以下の処理を実行する。

【0040】

図６は、制御部４４が実行する処理の概略手順を示し、図７は、この処理により生じるモータ２３の回転状態を、第１の処理ユニット２１および筆記具１の回転状態に置き換えて示す。以下、適宜、図６を参照しながら図７の流れに沿って、制御部４４により実施される制御を説明する。

【0041】

図６の手順は、印刷対象の筆記具１が各支持ユニット２１，２２に装着され、印刷の開始指示操作が行われたことを前提に開始される。まず制御部４４は、選択するグループを特定するためのカウンタｎに初期値の０をセットし（ステップＳ１）、モータ２３に回転を開始させる（ステップＳ２）。ここでは、レーザー光を照射せずに正負の各方向にモータ２３を１〜数回回転させ、その後に、モータ２３が０度の位置まで回転したか否かを判別する（ステップＳ３）。なお、「０度の位置まで回転」とは、先に述べた基準位置に０度の位置が対応する状態、つまり回転角度が０度の状態を指す。その他の回転位置も同様に回転角度により判別される。具体的な回転角度は、モータ２３に対する駆動パルスの出力回数やモータ２３の回転方向によって判別される。

【0042】

図７（１）に示すように、モータ２３の０度の位置が基準位置に達すると（ステップＳ３が「ＹＥＳ」）、制御部４４は、カウンタｎをインクリメントし（ステップＳ４）、モータ２３を正方向に回転させる。この回転は、正方向の回転における終点である＋Ｌθの位置までモータ２３が回転するまで続けられる。この間に、制御部４４は、ｎ番目のグループのデータファイルから各描画位置および描画対象の色彩情報を読み出す（ステップＳ６）。

【0043】

＋Ｌθの位置までモータ２３が回転すると（ステップＳ７が「ＹＥＳ」）、制御部４４は、図７（２）に示すように、モータ２３の回転方向を負方向に切り替え（ステップＳ８）、ｎ番目のグループの各描画位置に対するレーザー光の照射を開始する（ステップＳ９）。具体的には、モータ２３を一角度単位分回転させる都度、座標Ｙ_ＬからＹ_Ｒまでの範囲にレーザー光が走査されるようにレーザー光走査部３２を動かしながら、モータ２３の現在の回転位置を含む描画位置のＹ座標に対してのみレーザー光を照射する。また、毎時のレーザー光の照射に際しては、描画位置に対応する色彩情報につき照射条件登録部４５に登録されている制御データに従ったレーザー光の照射条件を設定する。

【0044】

こうして、図７（３）に示すようにモータ２３が−Ｌθの位置に達するまで上記の要領で選択中のグループに対するレーザー光の照射を行うことによって、選択中のグループに対応する描画を完了することができる。

【0045】

モータ２３が−Ｌθの位置まで回転すると（ステップＳ１０が「ＹＥＳ」）、制御部４４は、モータ２３の回転方向を再び正方向に切り替える（ステップＳ１１）。未選択のグループがある場合（ステップＳ１２が「ＮＯ」）には、ステップＳ３に戻り、モータ２３の０度の位置が基準位置に戻ったことに応じて、カウンタｎを更新し（ステップＳ４）、更新後のカウンタｎが示すグループを対象にステップＳ５〜Ｓ１１を実行する。以下も同様の手順を繰り返すことによって、設定された回転範囲内でのモータ２３の往復動を繰り返しながら、各グループに対するレーザー光の照射制御を順に実行する。最後のグループに対する処理が終了すると（ステップＳ１２が「ＹＥＳ」）、制御部４４は、モータ２３を０度の位置に戻るまで回転させた後にモータ２３を停止する（ステップＳ１３）。このとき、筆記具１の軸筒１０の指定された印刷範囲に対する絵柄の印刷が完了し、処理終了となる。

【0046】

上記では、所定の形状を表すセグメントの単位で各描画位置のグループ分けを行ったが、グループ分けの方法はこれに限定されるものではない。たとえば、描画対象の色彩の種毎に描画位置のグループ分けを行えば、モータ２３が回転範囲内で一往復する間に、選択されたグループに対する描画処理をこのグループに共通の制御データにより行うことができ、制御部４４の負担を軽減することができる。

【0047】

なお、図６に示した手順では、モータ２３が負方向に回転している間にのみレーザー光の照射を行い、モータ２３が正方向に沿って＋Ｌθの位置まで回転する間にはレーザー光の照射を行わないようにしたが、これに限らず、＋Ｌθの位置および−Ｌθの位置の双方でモータ２３の回転方向の切り替えと共に処理対象のグループを切り替えて、正負いずれの方向の回転に対してもレーザー光を照射するようにしてもよい。

【0048】

また図７では、クリップ付の筆記具１の全周囲からクリップ１１に対応する角度範囲を除いて印刷を行う場合の回転状態を示したが、クリップ１１が装着されていない筆記具１を処理対象とする場合、またはクリップ付の筆記具１の長さ方向においてクリップ１１の装着範囲より下に印刷範囲が設定された場合には、軸筒１０の全周を印刷範囲に設定することができる。この場合には、正方向および負方向ともに回転角度が１８０度になるまでモータ２３を回転させながら、レーザー光を照射することができる。

【符号の説明】

【0049】

１ 筆記具
２ 支持装置
３ レーザー光照射装置
４ 制御装置
１０ 軸筒
２０ 回転機構
２１，２２ 支持ユニット
２３ パルスモータ
２４ 駆動軸
３１ レーザー発信部
３２ レーザー光走査部
４１ 画像データ入力部
４２ 印刷条件入力部
４３ 情報処理部
４４ 制御部
４５ 照射条件登録部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】